Влияние частоты тока и рода на опасность поражения

Постоянный ток примерно в 4–5 раз безопаснее пе­ременного с частотой '50 Гц. Это вытекает из сопоставле­ния пороговых ощутимых токов (5–7 мА для постоянно­го и 0,6–1,5 мА для переменного тока 50 Гц), а также неотпускающих (50–80 мА для постоянного и 10–15 мА для переменного 50 Гц) и, наконец, предельно выдержи­ваемых напряжений: человек, удерживая цилиндриче­ские электроды в руках, в состоянии выдержать (по бо­левым ощущениям) приложенное к нему напряжение не более 21–22 В при 50 Гц и не более 100–105 В постоян­ного тока.

Проходя через тело человека, постоянный ток вызы­вает по сравнению с переменным током того же значе­ния слабые сокращения мышц и менее неприятные ощу­щения. Обычно – это ощущение нагрева кожи при ма­лых токах или внутреннего нагрева при больших токах. Лишь в момент замыкания и размыкания цепи тока че­рез человека он испытывает кратковременное болезнен­ное ощущение вследствие внезапного судорожного со­кращения мышц, подобное тому, которое возникает при переменном токе такого же значения.

Сравнение опасности поражения постоянным и переменным токами справедливо лишь для небольших напряжений: до 250–300 В. При более вы­соких напряжениях постоянный ток более опасен, чем переменный с частотой 50 Гц.

Переменный ток. С увеличением частоты переменного тока, проходящего через человека, полное сопротивле­ние тела человека z_h уменьшается, т.к. в z_h присутствует емкостная составляющая, что видно из уравне­ния (1). Следовательно, при этом происходит увеличе­ние тока через человека.

(1)

Поскольку опасность поражения растет вместе со значением тока, проходящего через человека, можно сде­лать вывод, что увеличение частоты тока ведет к повы­шению этой опасности. Однако действительность пока­зывает, что этот вывод справедлив лишь в пределах частот от 0 до 50–60 Гц.

Дальнейшее повышение час­тоты, несмотря на рост тока, проходящего через человека, сопровождается снижением опасности поражения током, которая полностью исчезает при частоте 450–500 кГц. Эти токи сохраняют опасность ожогов как в случае возникновения электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через человека. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится практически заметным при 1000–2000 Гц.

6. Приложенное к человеку напряжение.

Повышение напряжения, приложенного к телу человека, U_пр вызывает уменьшение в десятки раз его полного сопротивления z_h, которое в пределе приближается к наименьшему значе­нию сопротивления подкожных тканей тела (примерно 300 Ом). Резкое уменьшение сопро­тивления наблюдается при напряжениях до 50 В, когда при токе 50 Гц z_h ≈ 2.0–1,6 кОм. Затем z_h незначительно снижается и составляет примерно 950 Ом при 110 В; 600 Ом при 220 В; 500 Ом при 380 В; 400 Ом при 1000 В и т.д.

При больших напряжениях сопротивление приближается к наименьшему пределу 300 Ом.

В нашей стране качестве расчетных приняты:

R_h =1000 Ом при U_пр =50 В и выше и R_h = 6000 Ом при U_пр =36 В.

Уменьшение z_h с ростом приложенного напряжения проис­ходит в основном за счет уменьшения сопротивления кожи и объясняется увеличе­нием тока, проходящего через кожу, и пробоем рогового слоя кожи под влиянием приложенного напряжения.

Рост тока, проходящего через кожу, обусло­влен в первую очередь повышением напряжения, приложенного к телу человека.

Пробой рогового слоя кожи возможен, если на­пряженность возникшего в нем электрического поля превысит его пробивную напряженность Е_прб, равную, 500-2000 В/мм.

Поскольку сопротивление рогового слоя резко преобладает над сопротивлением всей остальной цепи тока в теле человека, с некоторым приближением можно считать, что напряжение, приложенное к телу человека, практически целиком приклады­вается к роговому слою. При этом допущении можно опре­делить напряжение, которое, вызывает пробой рогового слоя, т. е. пробивное напряжение, В,

U_пр = 2 d_p Е_прб,

где d_p– толщина рогового слоя, мм.

Так, при d_p = 0,05 мм и Е_прб = 500-2000 В/м получим U_пр = 50-200 В.

Следовательно, пробой рогового слоя кожи возможен при напряжении около 50 В и выше.

7. Индивидуальные свойства человека

Установлено, что физически здоровые и крепкие лю­ди легче переносят электрические удары, нежели боль­ные и слабые.

Повышенной восприимчивостью к электрическому то­ку отличаются лица, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, легких, нервны­ми болезнями и др.

Поэтому правила техники безопасности при эксплуа­тации электроустановок предусматривают медицинский отбор персонала для обслуживания действу­ющих электроустановок при поступлении на работу и периодически 1 раз в два года. Этот отбор также преследует и другую цель – не допустить к обслуживанию действующих элек­троустановок людей с недостатками здоровья, которые могут мешать их производственной работе или послу­жить причиной ошибочных действий, опасных для дру­гих лиц (неразличение цвета сигнала из-за порока зре­ния, невозможность подать четкую команду из-за болез­ни горла или заикания и т.п.).

Кроме того, правила техники безопасности разреша­ют допускать к обслуживанию действующих электроус­тановок взрослых людей не моложе 18 лет.

Дата добавления: 2015-07-07